CN105379307A - 具有麦克风特征选择装置的手持移动录音设备 - Google Patents

具有麦克风特征选择装置的手持移动录音设备 Download PDF

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Abstract

一种手持移动录音设备(1；24)包括用于捕获第一音频信号(8)的至少第一麦克风(2)，用于处理第一音频信号(8)的音频处理装置(9)和用于存储音频数据的存储装置(16)，录音设备(1；24)还包括检测录音设备(1)的基本垂直且手持移动的第一位置以及检测录音设备(1；24)的基本水平且静止的第二位置的位置检测装置(4)；录音设备(1；24)还包括基于检测的录音设备(1；24)的位置选择录音设备(1；24)的音频捕获和处理特征(7，12)的麦克风特征选择装置(6)。

Description

具有麦克风特征选择装置的手持移动录音设备
技术领域
本发明一般地涉及一种手持移动录音设备，包括用于捕获第一音频信号的至少第一麦克风，用于处理第一音频信号的音频处理装置和用于存储音频数据的存储装置。
背景技术
文献CN101374178A公开了一种被放置在桌子上的录音设备。录音设备包括收音装置，收音装置具有位于可枢转元件上的全向麦克风和单向麦克风。通过转动承载麦克风的可枢转元件，录音设备的用户可以在用于捕获会议的音频的全向麦克风和用于仅仅捕获接近单向麦克风的一个人的音频的单向麦克风之间手动切换。角度检测元件测量旋转角度并在两个麦克风之间切换。
文献JP57129057A公开了一种电话机的手持发射器和接收器，包括发射器和接收器的两端上的麦克风和扬声器。手持发射器和接收器还包括重力传感器，重力传感器检测发射器和接收器的两端中的哪一端位于手持发射器和接收器的基本垂直位置的较高处。基于检测到的发射器和接收器的位置，激活位于较高的端处的发射器和接收器的扬声器和位于较低的端处的发射器和接收器的麦克风以捕获和发射音频信号。
文献DE3401883A1公开了一种用于广播(如在火车站)的音频系统。音频系统包括具有接近传感器的麦克风，接近传感器用于检测麦克风附近的用户。仅仅在用户在麦克风附近的情况下，捕获并处理麦克风的音频信号用于广播，以避免专用通/断开关的使用和用户的房间内的声音和噪音的广播。
发明内容
本发明的目的是提供一种手持录音设备，其支持用户对用于用例的相关的待录音的音频信号进行录音。此目的通过录音设备实现，该录音设备包括位置检测装置，位置检测装置用于检测录音设备的基本垂直且手持移动的第一位置以及检测录音设备的基本水平且静止的第二位置，录音设备还包括麦克风特征选择装置，麦克风特征选择装置用于基于录音设备的检测位置选择录音设备的音频捕获和处理特征。
在第一典型用例中，录音是亲密谈话情况，例如口述或个人记录，其中不应该捕获环境噪声。为此目的，推荐使用具有单向特征且特别地具有噪声消除特征的麦克风。也可以通过使用两个或更多个麦克风并通过应用波束形成算法以朝向声源集中麦克风元件的灵敏度来实现。在此情况下，录音设备在录音时通常拿在手里。
在第二典型用例中，需要使用录音设备的全向特征录音会议，因为会议的所有成员都应该在同等的录音水平上被捕获。在此情况下，经常使用边界层麦克风。在这种情况下，录音设备通常静止地躺在桌子上。
在第三典型用例中，录音音乐会或类似事件通常要求至少两个麦克风，以通常使用心形特征进行两个或更多声道录音。具有这些麦克风的录音设备通常安装在三脚架上。
为了保证在上述三个或其他典型用例中，相关的待录音的音频信号被捕获到并被存储在录音设备中，使用录音设备的第一麦克风或其他麦克风捕获的音频信号需要以特殊方式被捕获和/或处理。本发明基于这样的事实认识，在几乎所有的用例中，用户保持移动录音设备在靠近嘴的手中基本垂直，只要用户对着位于录音设备较高端处的麦克风口述。除此之外，在几乎所有的用例中，想录音会议(或，例如，音乐会)的音频信号的用户将录音设备放置在桌子上、三脚架上或导向基本水平(如果不，至少比录音设备的静止位置水平)的其他桌面上。
基于此认识，本发明的录音设备包括位置检测装置，位置检测装置可包括用于检测录音设备是处于稳定位置还是略有移动的手持位置的加速计。位置检测装置还可以包括用于检测录音设备的基本垂直和水平位置的重力传感器。基于位置检测装置的检测结果识别上述用例，并且麦克风特征选择装置以以下方式选择一个或多个麦克风并处理这些麦克风的音频信号：整个录音设备的麦克风特征最佳符合用例，以捕获和录音此用例中的待录音音频信号。
有几种不同的方式和实施例实现这样的录音设备。最简单的方式是仅仅包括第一麦克风和用于调整此第一麦克风的灵敏度的音频处理装置的录音设备。在第一用例的情况下，检测到对着第一麦克风口述的用户后，第一麦克风的灵敏度将会降低，以保证仅仅捕获、处理并存储用户的近讲音频信号。在检测到用于录音会议的第二用例或用于录音音乐会的第三用例的情况下，第一麦克风的灵敏度将会增大，以保证能够捕获、处理并存储第一麦克风周围的所有种类的声音。在用于录音音乐会的第三用例的情况下，音频处理至少是需要至少第二麦克风的并行音频通道的立体声处理或四路缓冲立体(quadro)处理。
在另一实施例中，录音设备包括位于壳体的不同位置的两个或更多个麦克风和麦克风特征选择装置，麦克风特征选择装置引导音频处理装置仅仅或至少主要处理口述用例中的第一麦克风的一个音频信号，以实现录音设备的几乎单向麦克风特征。与此相反，在会议或音乐会用例中，麦克风特征选择装置将引导音频处理装置以相同或几乎相同的方式处理所有麦克风的所有音频信号，以实现录音设备的几乎全向麦克风特征。
在另一实施例中，录音设备包括位于壳体的不同位置的两个或更多个麦克风，基于它们的机械结构，这些麦克风包括单向或全向麦克风特征。麦克风特征选择装置将引导音频处理装置仅仅使用适合实现口述用例中的单向麦克风特征以及会议用例或音乐会用例中的全向麦克风特征的那些麦克风的音频信号。上述实施例的组合也将是可能的。
本发明的这些和其它方面将会从下文描述的实施例中变得明显并参考下文描述的实施例阐述。本领域技术人员将理解，各种实施例可以组合。
附图说明
图1示出包括垂直位置和水平位置上的两个麦克风的手持移动录音设备。
图2示出根据第一实施例的录音设备的框图。
图3示出根据第二实施例的录音设备的框图。
图4示出根据第三实施例的录音设备的框图。
图5示出包括噪声消除麦克风和全向麦克风的其他手持移动录音设备。
具体实施方式
图1示出包括第一麦克风2和第二麦克风3的手持移动录音设备1。如图1的左侧部分所示，在第一用例中，录音设备1在基本垂直且手持移动的第一位置。在此第一位置，用户将录音设备1拿在手中，并且第一麦克风2接近嘴，以口述待存储在录音设备1中的记录。
录音设备1包括如图2-4所示的位置检测装置4，位置检测装置4用于检测用户手中的录音设备1的轻微移动5并检测录音设备1的基本垂直位置。录音设备1还包括如图2-4所示的麦克风特征选择装置6，麦克风特征选择装置6用于基于检测到的录音设备1的位置选择录音设备1的音频捕获和处理特征。
在此垂直且手持移动的第一位置，录音设备1被构造用于通过位于基本垂直的录音设备1的较高处的第一麦克风2的灵敏度高于位于基本垂直的录音设备1的较低处的第二麦克风3的灵敏度，实现单向麦克风特征7。在如图1左侧所示的实施例中，麦克风特征选择装置6以以下方式引导麦克风2和3的灵敏度：第一麦克风2具有中等灵敏度以仅仅捕获附近的用户的声音到第一音频信号8中，而第二麦克风3具有非常低的灵敏度或甚至关掉。在位置检测装置4检测到录音设备1的第一位置的情况下，录音设备1的音频处理装置9仅仅处理第一麦克风2捕获的第一音频信号8，并且音频处理装置9被构造用于增加特别的噪声消除，从而实现单向麦克风特征7。录音设备1可以从具有低灵敏度的第二麦克风3捕获第二音频信号10并使用第二音频信号10的音频信息，例如，以改进噪声消除。
如图1的右侧部分所示的录音设备1在桌子上处于垂直且静止的位置。位置检测装置4被构造用于检测录音设备1的该基本水平且静止的第二位置。录音设备1被构造用于通过录音设备1的第一麦克风2和第二麦克风3的几乎相同的灵敏度，在录音设备1的第二位置实现全向麦克风特征12。在此第二位置，录音设备被构造用于捕获并处理录音设备1周围的整个区域中的音频信号，并可以用于通过左右立体声音频通道对会议的音频信号或音乐会的音频信号进行录音。
图2-4示出具有位置检测装置4和麦克风特征选择装置6的录音设备1的三个不同实施例。录音设备1包括用于捕获声音并将声音转变为电音频信号8和10的一个或多个麦克风2和3。录音设备1还包括一个或多个麦克风放大器13和用于将模拟音频信号8和10转换成数字音频信息的模数转换器(D/A)14。微处理器或数字信号处理器15处理并可选地压缩(例如，MP3)数字音频信息，并将处理后/压缩后的数据存储在存储器16(例如，闪存或硬盘驱动器)。录音设备1还包括功能控制元件17(例如，用于控制功能如录音、停止、播放、倒回，下一个文件等的按钮、开关或滑动开关等)、显示控制器18和用于显示信息(例如，文件名、文件位置、剩余时间、最近功能等)的显示器19。在某些微处理器和DSP中，A/D转换被集成如图2所示的组件中，在其他实施例中，这需要通过如图4所示的编解码器在外部完成。图3中所示的录音设备包括切换电路21，切换电路21用于切换麦克风中的一个捕获的音频信号到模数转换器14。麦克风特征选择装置6的在不同麦克风之间切换的部分被实现在切换电路21中，而麦克风特征选择装置6的根据检测的位置引导音频信号的处理的另一部分被实现在微处理器或数字信号处理器15中。
如图2-4所示的录音设备1的所有三个实施例都包括位置检测装置4，其通过一个或两个传感器检测录音设备1的位置。位置检测装置4的这些传感器的中的一个被实现为检测录音设备1是否在基本垂直位置或基本水平位置的重力传感器。位置检测装置4还通过另一传感器检测录音设备1的运动。这个传感器被实现为检测录音设备1的基本手持移动位置和基本静止位置的加速计。
在另一实施例中，本发明的录音设备仅仅包括加速计，并仅仅基于检测的运动(第一位置)或错过的运动(第二位置)决定两个可能的位置。在再一实施例中，本发明的录音设备仅仅包括重力传感器，并仅仅基于检测的基本垂直位置(第一位置)或基本水平位置(第二位置)决定两个可能的位置。
基于检测的位置，麦克风特征选择装置6选择麦克风中的一个或多个，以便实现录音设备1的特殊的麦克风特征7或12。这可以通过使用具有不同声学特征的不同类型的麦克风实现。第一麦克风2可以是具有定向灵敏度的麦克风，第二麦克风3可以例如为全向类型。根据位置检测装置4检测的位置，通过这些麦克风中的仅仅一个2或3形成回路。
图5公开了本发明这样的实施例，第一麦克风被实现为噪声消除麦克风23，噪声消除麦克风23具有实现单向麦克风特征7的邻近效应和对于从录音设备24的臂长距离处发出的音频的高灵敏度。噪声消除麦克风为本领域技术人员所熟知，并包括特殊机械形式的麦克风胶囊，以仅仅捕获几乎在麦克风正前面的音频。除此之外，通过音频处理装置的噪声消除允许主要捕获靠近手持录音设备24的用户或在手持录音设备24的用户的约臂长距离内的音频，并抑制来自更远源的电音频信号中的音频信息。图5的实施例中的第二麦克风25是具有全向麦克风特征12的全向麦克风，由于其麦克风胶囊的机械结构，对一个方向不利。录音设备24的麦克风特征选择装置被构造用于在位置检测装置检测到录音设备24的第一位置的情况下，选择噪声消除麦克风23，以及，麦克风特征选择装置被构造用于仅仅选择全向第二麦克风25，以提供用于进一步处理的音频。这意味着，根据录音设备24的位置，噪声消除麦克风23或全向第二麦克风25提供用于进一步处理的音频，这实现了非常简单的技术方案以捕获相关音频。在进一步优选的实施例中，在录音设备24的第二位置中使用噪声消除麦克风23和全向第二麦克风25以扩大录音设备24捕获音频的录音设备24周围的面积。
另一种选择是，通过处理来自麦克风(例如波束成形)的音频数据的微处理器或数字信号处理器15中的软件算法生成特定的麦克风特征。使用位置检测装置4传送的信息，改变使用的算法本身或算法的参数，以改变麦克风阵列的总体特征。
在本发明再一实施例中，录音设备包括例如在录音设备的不同区域中的十二个麦克风。这些麦克风中的一些包括定向特征而另一些包括单向特征。基于位置检测装置4的检测结果，麦克风特征选择装置使用这十二个麦克风中的一些或全部(不同的麦克风具有相同的灵敏度)，并使用可以通过特殊波束形成或噪声消除算法捕获的音频信号中的一些或全部，以保证用于用例的相关音频信号被捕获、处理和存储。
在进一步实施例中，加速计的检测结果可以用于检测用户将录音装置从一侧摇动到另一侧时的运动。该摇动运动可以被检测为录音设备的第三位置，并且随着用户摇动录音装置，麦克风特征选择装置可以以相同的频率在第一麦克风和第二麦克风之间切换。基于录音设备的位置或运动，为用户实现特殊的录音效果。
在再一进一步实施例中，位置检测装置可以包括用于检测录音设备1是否以其壳体的小或大表面在桌子上的方式位于水平稳定位置的其他传感器。基于这样的检测结果，麦克风特征选择装置可以激活或停用录音设备的附加麦克风，这些麦克风位于放置在桌子上的壳体的表面中，用于从地面侧(例如通过桌子的网格结构)捕获音频。基于这些不同的实施例，本领域技术人员将会理解，在本发明的范围内还有其他可能的实施例。
“基本垂直”可以理解为，录音设备的中线22在约90°+/-30°的范围内。“移动位置”可以理解为手持录音设备的用户在对着麦克风口述的同时进行的典型移动。本领域技术人员知道如何实现具有噪声消除的处理装置，以使得录音设备实现定向或全向麦克风特征的方式处理音频信号。
手持移动录音设备可以是听写机，也可以是具有存储音频数据功能的手机。它甚至可以是具有存储音频数据功能的手表。

Claims (11)

1.一种手持移动录音设备(1；24)，包括用于捕获第一音频信号(8)的至少第一麦克风(2)，用于处理所述第一音频信号(8)的音频处理装置(9)和用于存储音频数据的存储装置(16)，其特征在于，
所述录音设备(1)包括：
位置检测装置(4)，用于检测所述录音设备(1)的基本垂直且手持移动的第一位置，以及检测所述录音设备(1)的基本水平且静止的第二位置；
所述录音设备(1)还包括：
麦克风特征选择装置(6)，用于基于检测的所述录音设备(1)的所述位置选择所述录音设备(1)的音频捕获和处理特征(7，12)。
2.根据权利要求1所述的录音设备(1；24)，其中所述麦克风特征选择装置(6)被构造用于在所述位置检测装置(4)检测到所述录音设备(1)的所述第一位置的情况下，选择所述第一麦克风(2)的中等或低灵敏度，以及，其中所述麦克风特征选择装置(6)被构造用于在所述位置检测装置(4)检测到所述录音设备(1)的所述第二位置的情况下，选择所述第一麦克风(2)的高灵敏度。
3.根据权利要求1或2所述的录音设备(1)，包括：用于捕获第二音频信号(10)的至少第二麦克风(3)，和用于处理待被作为音频数据存储在所述存储装置(16)中的所述第二音频信号(10)的音频处理装置(9)，以及，
其中所述麦克风特征选择装置(6)被构造用于在所述位置检测装置(4)检测到所述录音设备(1)的所述第一位置的情况下，选择具有所述第一麦克风(2)并可选地具有所述第二麦克风(3)的所述录音设备(1)的单向麦克风音频捕获特征(7)，以及
其中所述麦克风特征选择装置(6)被构造用于在所述位置检测装置(4)检测到所述录音设备(1)的所述第二位置的情况下，选择具有所述第一麦克风(2)和所述第二麦克风(3)的所述录音设备(1)的全向麦克风音频捕获特征(12)。
4.根据权利要求3所述的录音设备(1)，其中所述录音设备(1)被构造用于通过位于所述基本垂直的录音设备(1)的较高处的所述第一麦克风(2)的比位于所述基本垂直的录音设备(1)的较低处的所述第二麦克风(3)的灵敏度高的灵敏度，在所述录音设备的所述第一位置实现所述单向麦克风特征(7)。
5.根据权利要求3所述的录音设备(1)，其中所述录音设备(1)被构造用于通过所述录音设备(1)的至少第一麦克风(2)和第二麦克风(3)的几乎相同的灵敏度，在所述录音设备(1)的所述第二位置实现所述全向麦克风特征(12)。
6.根据权利要求3所述的录音设备(24)，其中所述第一麦克风被实现为噪声消除麦克风(23)，所述噪声消除麦克风(23)具有实现单向麦克风特征(7)的邻近效应和对于从所述录音设备(24)的臂长距离处发出的音频的高灵敏度。
7.根据权利要求6所述的录音设备(24)，其中所述麦克风特征选择装置被构造用于在所述位置检测装置检测到所述录音设备(24)的所述第一位置的情况下，仅仅选择所述噪声消除麦克风(23)，以及，其中所述麦克风特征选择装置被构造用于仅仅选择全向第二麦克风(25)以提供用于进一步处理的音频。
8.根据前述权利要求中任一项所述的录音设备(1；24)，其中所述位置检测装置(4)包括用于检测所述录音设备(1)的基本垂直位置和基本水平位置的重力传感器，和/或，其中所述位置检测装置(4)包括用于检测所述录音设备(1)的所述基本手持移动位置和所述基本静止位置的加速计。
9.根据前述权利要求中任一项所述的录音设备(1；24)，其中所述音频处理装置(9)被构造用于在所述位置检测装置(4)检测到所述录音设备(1)的所述第一位置的情况下，增加噪声消除以实现所述单向麦克风特征(7)。
10.根据权利要求3所述的录音设备(1；24)，其中所述第一麦克风(2)包括不同于所述第二麦克风(3)的麦克风特征。
11.根据前述权利要求中任一项所述的录音设备(1)，其中所述第一麦克风(2)和任何其他麦克风(3)的所述麦克风特征(7，12)通过所述音频处理装置(9)中的处理所述第一麦克风(2)和其他麦克风(3)的所述音频信号(8，10)的处理算法实现。
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